DE102017222039A1

DE102017222039A1 - System comprising a body with a recess and a sensor device fixed in the recess and a method for mounting a sensor device in a recess of a body

Info

Publication number: DE102017222039A1
Application number: DE102017222039.2A
Authority: DE
Inventors: Stefan Gaier; Jürgen Seidel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-12-06
Filing date: 2017-12-06
Publication date: 2019-06-06
Also published as: WO2019110187A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System (10, 11, 12) mit einem Körper (15), welcher eine Ausnehmung (17) aufweist. In diese Ausnehmung (17) ist eine Sensorvorrichtung (20) eingebracht und darin fixiert.
Ein Aspekt der Erfindung besteht darin, dass Sensorvorrichtung (20) ein flexibles Element (30) aufweist, wobei die Sensorvorrichtung (20) mittels des flexiblen Elements (30) kraftschlüssig in der Ausnehmung (17) fixiert ist.
Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Montage einer Sensorvorrichtung (20) in eine Ausnehmung (17) eines Körpers (15).

The invention relates to a system (10, 11, 12) having a body (15) which has a recess (17). In this recess (17), a sensor device (20) is introduced and fixed therein.
One aspect of the invention is that the sensor device (20) has a flexible element (30), wherein the sensor device (20) is fixed in a non-positive manner in the recess (17) by means of the flexible element (30).
The invention also relates to a method for mounting a sensor device (20) in a recess (17) of a body (15).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein System mit einem Körper, welcher eine Ausnehmung aufweist. In diese Ausnehmung ist eine Sensorvorrichtung eingebracht und darin fixiert.The invention relates to a system with a body which has a recess. In this recess, a sensor device is introduced and fixed therein.

Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Montage einer Sensorvorrichtung in einer Ausnehmung eines Körpers.The invention also relates to a method for mounting a sensor device in a recess of a body.

Ein solches System bzw. ein solches Verfahren ist beispielsweise in der Offenlegungsschrift WO 2014/195309 A1 offenbart. In dieser ist eine Leiterplatte offenbart, auf welcher mehrere Sensoren beabstandet zueinander angeordnet sind, um Messwerte über die ganze Länge einer Walze ermitteln zu können.
Die Messeinrichtung wird hierfür in eine Ausnehmung des Walzenkörpers eingebracht und anschließend vergossen oder eingeschweißt.
Als Sensoren können beispielsweise Temperatursensoren, Beschleunigungssensoren oder Drehratensensoren dienen. Mittels der Temperatursensoren können beispielsweise Temperaturwerte der Walzenoberfläche erfasst werden. Anhand der erfassten Temperaturwerte kann beispielsweise die Walzenlagerung überwacht werden oder auch auf Prozessparameter beim Walzvorgang geschlossen werden. Des Weiteren kann beispielsweise mittels von den Beschleunigungssensor und/oder Drehratensensoren erfassten Messwerten auf einen Betriebszustand und eine Laufzeit der Walze oder auch auf einen Lagerzustand der Walze, wie beispielsweise eine Unwucht, geschlossen werden.Such a system or such a method is for example in the published patent application WO 2014/195309 A1 disclosed. In this a printed circuit board is disclosed, on which a plurality of sensors are arranged at a distance from one another in order to be able to determine measured values over the entire length of a roller.
The measuring device is for this purpose introduced into a recess of the roller body and then cast or welded.
As sensors, for example, temperature sensors, acceleration sensors or yaw rate sensors can be used. By way of example, temperature values of the roll surface can be detected by means of the temperature sensors. On the basis of the recorded temperature values, for example, the roll storage can be monitored or also closed on process parameters during the rolling process. Furthermore, it is possible, for example, to conclude an operating state and a running time of the roll or also a stored state of the roll, such as an imbalance, by means of measured values acquired by the acceleration sensor and / or rotation rate sensors.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung betrifft ein System mit einem Körper, welcher eine Ausnehmung aufweist. Der Körper ist insbesondere als Walzenkörper ausgestaltet.
In die Ausnehmung ist eine Sensorvorrichtung eingebracht und darin fixiert. Ein Aspekt der Erfindung besteht darin, dass die Sensorvorrichtung ein flexibles Element aufweist, wobei die Sensorvorrichtung mittels des flexiblen Elements kraftschlüssig in der Ausnehmung fixiert ist.
Vorteilhaft ist hierbei, dass kein Einsatz von Kleb- oder Schweißstoffen notwendig ist. Hierdurch kann das System auch beispielsweise bei besonderen Anforderungen genutzt werden, wie sie beispielsweise in der Lebensmittelverarbeitung bezüglich der Verträglichkeit der Materialien des Systems für den Menschen auftreten. Zudem ist es vorteilhafterweise nicht notwendig, die Sensorvorrichtung zu verkleben oder formschlüssig in die Ausnehmung einzubringen, um die Sensorvorrichtung in der Ausnehmung zu fixieren. Insbesondere sind bei einem Formschluss sehr enge Toleranzen einzuhalten, damit die Sensorvorrichtung überhaupt in die Ausnehmung eingebracht werden kann. Somit kann die Montage der Sensorvorrichtung in die Ausnehmung des Körpers besonders einfach, schnell und kostengünstig durchgeführt werden. Zudem ist eine solche kraftschlüssige Fixierung wieder recht einfach zu lösen, wodurch beispielsweise ein Austausch der Sensorvorrichtung ohne großen Aufwand möglich ist.The invention relates to a system with a body which has a recess. The body is designed in particular as a roller body.
In the recess, a sensor device is introduced and fixed therein. One aspect of the invention is that the sensor device has a flexible element, wherein the sensor device is fixed by means of the flexible element frictionally in the recess.
The advantage here is that no use of adhesives or welding materials is necessary. As a result, the system can also be used, for example, for special requirements, such as those that occur, for example, in food processing with regard to the compatibility of the materials of the system for humans. In addition, it is advantageously not necessary to glue the sensor device or to introduce it into the recess in a form-fitting manner in order to fix the sensor device in the recess. In particular, very tight tolerances are to be maintained in the case of a form fit, so that the sensor device can even be introduced into the recess. Thus, the mounting of the sensor device in the recess of the body can be carried out particularly easily, quickly and inexpensively. In addition, such a frictional fixation is again quite easy to solve, whereby, for example, an exchange of the sensor device is possible without much effort.

Der Körper kann beispielsweise ein Walzkörper zur Verarbeitung verschiedener Produkte wie z. B. Lebensmittel sein.The body may, for example, a rolling body for processing various products such. B. be food.

Die Ausnehmung des Körpers kann beispielsweise eine Bohrung, ein Sackloch, eine Mulde oder ein Durchbruch sein.The recess of the body may be, for example, a bore, a blind hole, a depression or a breakthrough.

Die Sensorvorrichtung kann beispielsweise derartig ausgestaltet sein, dass auf einer Leiterplatte wenigstens eine Sensoreinheit und gegebenenfalls noch weitere Bauelemente angeordnet sind. Die Sensoreinheit weist beispielsweise einen Temperatursensor auf und könnte zusätzlich oder auch alternativ einen Beschleunigungssensor oder Drehratensensor aufweisen. Zudem kann die Sensorvorrichtung beispielsweise eine Verarbeitungseinheit, einen Energiespeicher oder auch eine Kommunikationseinheit aufweisen.By way of example, the sensor device can be configured in such a way that at least one sensor unit and optionally further components are arranged on a printed circuit board. The sensor unit has, for example, a temperature sensor and could additionally or alternatively have an acceleration sensor or yaw rate sensor. In addition, the sensor device can have, for example, a processing unit, an energy store or even a communication unit.

Unter flexiblem Element ist zu verstehen, dass sich dieses Element durch eine Einwirkung von außen reversibel verformen lässt. Aufgrund dieser Verformung kann das flexible Element wiederum eine Gegenkraft ausüben, wenn sich die Einwirkung von außen verändert bzw. wegfällt. Diese Gegenkraft wird schließlich genutzt, um die kraftschlüssige Fixierung der Sensorvorrichtung zu ermöglichen.By flexible element is to be understood that this element can be reversibly deformed by an external impact. Due to this deformation, the flexible element can in turn exert a counterforce when the action changes or disappears from the outside. This counterforce is finally used to allow the non-positive fixation of the sensor device.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass das flexible Element als Leiterplatte oder als Teil einer Leiterplatte der Sensorvorrichtung ausgestaltet ist.
Unter Leiterplatte ist hierbei eine flächig ausgestaltete Platte mit einer Haupterstreckungsebene zu verstehen, auf welcher die entsprechenden Bauelemente wie Sensoreinheiten, Verarbeitungseinheiten oder Energiespeicher der Sensorvorrichtung angeordnet sind.
Vorteilhaft ist hierbei, dass die Sensorvorrichtung bereits eine Leiterplatte für die entsprechenden Bauelemente aufweist und folglich keine zusätzlichen Bauteile für die kraftschlüssige Fixierung der Sensorvorrichtung notwendig sind. Hierdurch können wiederum Material- und Herstellungskosten der Sensorvorrichtung bzw. des Systems gesenkt werden.An embodiment of the system according to the invention provides that the flexible element is designed as a printed circuit board or as part of a printed circuit board of the sensor device.
Under printed circuit board is in this case a flat designed plate with a main plane to understand on which the corresponding components such as sensor units, processing units or energy storage of the sensor device are arranged.
It is advantageous here that the sensor device already has a printed circuit board for the corresponding components and consequently no additional components for the non-positive fixing of the sensor device are necessary. This in turn can reduce material and manufacturing costs of the sensor device or the system.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass das flexible Element derartig ausgestaltet ist, dass sich seine Form in Abhängigkeit von der Temperatur des flexiblen Elements ändert und hierdurch wenigstens in einem definierten Temperaturbereich eine kraftschlüssige Fixierung der Sensorvorrichtung in der Ausnehmung gegeben ist.
Vorteilhaft ist hierbei, dass sich eine entsprechende Temperaturänderung sehr einfach bewerkstelligen lässt, um die Sensorvorrichtung in die Ausnehmung einbringen zu können und entsprechend dann kraftschlüssig zu fixieren.An embodiment of the system according to the invention provides that the flexible element is designed such that its shape in Depending on the temperature of the flexible element changes and thereby at least in a defined temperature range, a frictional fixation of the sensor device is given in the recess.
It is advantageous in this case that a corresponding change in temperature can be accomplished very simply in order to be able to introduce the sensor device into the recess and then fix it in a force-fitting manner.

Ein definierter Temperaturbereich ist dabei beispielsweise ein Temperaturbereich, in welchem das System sich üblicherweise während eines typischen Arbeitszyklus befindet. Dieser Temperaturbereich kann zum Beispiel von einer Raumtemperatur, zu Beginn oder bei Stillstand des Walzenkörpers, bis zu einer Arbeitstemperatur, beispielsweise bei 80°C, reichen. In diesem definierten Temperaturbereich ist es erforderlich, dass die kraftschlüssige Fixierung gegeben ist, damit die Sensorvorrichtung beispielsweise nicht ungewollt aus der Ausnehmung herausfällt.A defined temperature range is, for example, a temperature range in which the system is usually located during a typical work cycle. This temperature range can, for example, from a room temperature, at the beginning or at standstill of the roll body, to a working temperature, for example at 80 ° C, rich. In this defined temperature range, it is necessary that the frictional fixation is given, so that the sensor device does not accidentally fall out of the recess, for example.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass die Leiterplatte oder ein Teil der Leiterplatte der Sensorvorrichtung wenigstens aus einer ersten Schicht und einer zweiten Schicht aufgebaut ist, wobei die erste und zweite Schicht unterschiedliche Materialzusammensetzungen aufweisen, und wobei die unterschiedlichen Materialzusammensetzungen wiederum voneinander verschiedene Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, wodurch die Leiterplatte oder ein Teil der Leiterplatte im definierten Temperaturbereich derartig gebogen ist, dass die Sensorvorrichtung kraftschlüssig in der Ausnehmung fixiert ist.
Vorteilhaft ist hierbei, dass diese Ausgestaltung eine einfache Herstellung der Leiterplatte ermöglicht, welche den gewünschten Effekt der thermischen Verformbarkeit aufweist.An embodiment of the system according to the invention provides that the printed circuit board or a part of the printed circuit board of the sensor device is composed of at least a first layer and a second layer, wherein the first and second layer have different material compositions, and wherein the different material compositions in turn have mutually different thermal expansion coefficients , whereby the printed circuit board or a part of the printed circuit board is bent in the defined temperature range in such a way that the sensor device is fixed in a non-positive manner in the recess.
It is advantageous in this case that this embodiment enables a simple production of the printed circuit board, which has the desired effect of thermal deformability.

Unter Materialzusammensetzung ist hierbei zu verstehen, welche chemischen Stoffe die jeweilige Schicht aufweist. Unter Wärmeausdehnungskoeffizient ist des Weiteren ein Kennwert zu verstehen, welcher die Veränderungen der Abmessungen eines Stoffes bei Temperaturänderungen beschreibt. Dieser Kennwert ist folglich eine stoffspezifische Materialkonstante.
So kann eine der Schichten der Leiterplatte beispielsweise aus einem metallischen Material, zum Beispiel Kupfer, gebildet sein und eine andere Schicht kann aus Epoxidharz gebildet sein. Diese beiden Schichten weisen wiederum unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten auf.The term material composition is understood to mean which chemical substances the respective layer has. By thermal expansion coefficient is further to be understood a characteristic which describes the changes in the dimensions of a substance in the event of temperature changes. This characteristic is therefore a substance-specific material constant.
For example, one of the layers of the printed circuit board may be formed of a metallic material, for example copper, and another layer may be formed of epoxy resin. These two layers in turn have different thermal expansion coefficients.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass eine der Schichten wenigstens eine Aussparung aufweist.
Vorteilhaft ist hierbei, dass durch die Aussparung die thermische Verformung der Leiterplatte oder des Teils der Leiterplatte noch verstärkt werden kann.An embodiment of the system according to the invention provides that one of the layers has at least one recess.
The advantage here is that the thermal deformation of the circuit board or the part of the circuit board can be further enhanced by the recess.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass die Leiterplatte aus einer ungeraden Anzahl von Schichten aufgebaut ist, wobei die Schichten wenigstens zwei unterschiedliche Materialzusammensetzungen mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen und symmetrisch aufgebaut sind.An embodiment of the system according to the invention provides that the printed circuit board is constructed from an odd number of layers, wherein the layers have at least two different material compositions with different thermal expansion coefficients and are constructed symmetrically.

Zudem weist eine der Schichten wenigstens eine Aussparung auf.In addition, one of the layers has at least one recess.

Unter symmetrisch aufgebaut ist dabei zu verstehen, dass die Schichten der Leiterplatte derartig ausgestaltet sind, dass eine Veränderung der Temperatur typischerweise nicht zu einer Biegung der Leiterplatte führt. Dies wird erreicht, indem die Schichten abwechselnd angeordnet sind, wodurch die Leiterplatte quasi an der mittleren Ebene gespiegelt ausgestaltet ist. Durch die entsprechende Aussparung in wenigstens einer der Schichten wird diese übliche Symmetrie jedoch gestört.The term "symmetrically constructed" is to be understood as meaning that the layers of the printed circuit board are configured such that a change in the temperature typically does not lead to a bending of the printed circuit board. This is achieved by arranging the layers alternately, as a result of which the printed circuit board is designed to be mirrored at the middle level, as it were. However, this customary symmetry is disturbed by the corresponding recess in at least one of the layers.

Vorteilhaft ist hierbei, dass eine typischerweise symmetrisch aufgebaute Leiterplatte durch eine Aussparung einfach modifiziert werden kann, um den gewünschten Effekt der thermischen Verformbarkeit der Leiterplatte zu erzielen. Solch eine Leiterplatte lässt sich hierbei einfach und kostengünstig herstellen.The advantage here is that a typically symmetrical printed circuit board can be easily modified by a recess to achieve the desired effect of the thermal deformability of the circuit board. Such a printed circuit board can be produced easily and inexpensively.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass die Leiterplatte oder ein Teil der Leiterplatte aus einer Schicht aufgebaut ist und eine Breite der Leiterplatte in dem definierten Temperaturbereich größer als ein Durchmesser einer Öffnung der Ausnehmung ist, um die kraftschlüssige Fixierung zu realisieren.
Vorteilhaft ist hierbei, dass sich die Leiterplatte im Wesentlichen in der Haupterstreckungsebene ausdehnt bzw. schrumpft und somit keine Biegung der Leiterplatte erfolgt. Hierdurch werden die auf der Leiterplatte angeordneten Bauelemente mechanisch kaum belastet.An embodiment of the system according to the invention provides that the printed circuit board or a part of the printed circuit board is constructed from a layer and a width of the printed circuit board in the defined temperature range is greater than a diameter of an opening of the recess in order to realize the frictional fixing.
It is advantageous here that the printed circuit board expands or shrinks substantially in the main extension plane and thus no bending of the printed circuit board takes place. As a result, the components arranged on the printed circuit board are hardly mechanically stressed.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass das wenigstens eine flexible Element als Federelement ausgestaltet ist und auf einer Oberfläche einer Leiterplatte der Sensorvorrichtung angeordnet ist, wobei die Sensorvorrichtung mittels des Federelements in der Ausnehmung fixiert ist, indem mittels des Federelements eine Kraft zwischen der Leiterplatte der Sensorvorrichtung und einer Innenwand der Ausnehmung wirkt.
Vorteilhaft ist hierbei, dass ein Federelement kostengünstig herstellbar und sehr einfach auf der Leiterplatte der Sensorvorrichtung angeordnet werden kann. Das Federelement kann beispielsweise spiral- oder s-förmig ausgestaltet sein und zum Beispiel auf der Leiterplatte der Sensorvorrichtung angelötet oder angeschweißt sein.An embodiment of the system according to the invention provides that the at least one flexible element is designed as a spring element and is arranged on a surface of a circuit board of the sensor device, wherein the sensor device is fixed by means of the spring element in the recess by means of the spring element, a force between the circuit board the sensor device and an inner wall of the recess acts.
The advantage here is that a spring element can be produced inexpensively and very easily on the circuit board of the sensor device can. The spring element can be designed, for example, in a spiral or s-shape and, for example, soldered or welded onto the printed circuit board of the sensor device.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass auf sich gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte der Sensorvorrichtung jeweils ein Federelement angeordnet ist.
Vorteilhaft ist hierbei, dass durch eine derartige Anordnung von zwei Federelementen die Sensorvorrichtung in der Ausnehmung besser ausgerichtet werden kann. Weisen die Federelemente beispielsweise die gleichen Eigenschaften bezüglich Federkonstante und Ausrichtung auf, so wird die Sensorvorrichtung in der Ausnehmung zentriert.An embodiment of the system according to the invention provides that in each case a spring element is arranged on opposite sides of the circuit board of the sensor device.
It is advantageous here that the sensor device in the recess can be better aligned by such an arrangement of two spring elements. For example, if the spring elements have the same properties with respect to spring constant and orientation, then the sensor device is centered in the recess.

Als gegenüberliegende Seiten der Sensorvorrichtung sind hierbei insbesondere die Ober- und Unterfläche einer Leiterplatte der Sensorvorrichtung zu verstehen. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Seitenflächen der Leiterplatte als gegenüberliegende Seiten herangezogen werden, sollten diese es ermöglichen, dass die Federn zwischen der Leiterplatte und der Innenwand der Ausnehmung jeweils eine Kraft in radialer Richtung ausüben können, um eine kraftschlüssige Fixierung zu ermöglichen.In this case, the opposite sides of the sensor device are, in particular, the upper and lower surfaces of a printed circuit board of the sensor device. However, it is also conceivable that the side surfaces of the circuit board are used as opposite sides, they should allow that the springs between the circuit board and the inner wall of the recess can each exert a force in the radial direction to allow a frictional fixation.

Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung eine Sensoreinheit mit einem Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des Körpers aufweist.
Dabei ist die Sensorvorrichtung vorzugsweise mittels des flexiblen Elements derart kraftschlüssig in der Ausnehmung fixiert, dass die Sensorvorrichtung und der Körper thermisch gekoppelt sind.
Vorteilhaft ist hierbei, dass die Wärme des Körpers über das flexible Element an die Sensoreinheit geleitet werden kann, wodurch eine sehr exakte Messung der Temperatur des Körpers ermöglicht werden kann.
Insbesondere kann die Leiterplatte bzw. das Federelement zumindest teilweise metallisch sein oder auch ein Material mit guter Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Hierdurch kann die Temperatur des Körpers besonders gut an die Sensoreinheit weitergegeben und von dieser mittels des entsprechenden Temperatursensors erfasst werden.According to one embodiment of the system according to the invention, it is provided that the sensor device has a sensor unit with a temperature sensor for detecting the temperature of the body.
In this case, the sensor device is preferably fixed by means of the flexible element in such a force-fit manner in the recess that the sensor device and the body are thermally coupled.
The advantage here is that the heat of the body can be passed through the flexible element to the sensor unit, whereby a very accurate measurement of the temperature of the body can be made possible.
In particular, the printed circuit board or the spring element may be at least partially metallic or may also have a material with good thermal conductivity. As a result, the temperature of the body can be passed on particularly well to the sensor unit and detected by the latter by means of the corresponding temperature sensor.

Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Montage einer Sensorvorrichtung in eine Ausnehmung eines Körpers, insbesondere eines Walzenkörpers, wobei die Sensorvorrichtung wenigstens ein flexibles Element aufweist, umfassend wenigstens folgende Verfahrensschritte:

a. Verändern der Form des flexiblen Elements, um die Sensorvorrichtung in die Ausnehmung des Körpers einbringen zu können,
b. Einbringen der Sensorvorrichtung in die Ausnehmung,
c. Verändern der Form des wenigstens einen flexiblen Elements derartig, dass die Sensorvorrichtung mittels des flexiblen Elements kraftschlüssig in der Ausnehmung fixiert wird.

The invention further relates to a method for mounting a sensor device in a recess of a body, in particular a roller body, wherein the sensor device has at least one flexible element, comprising at least the following method steps:

a. Changing the shape of the flexible element so as to be able to introduce the sensor device into the recess of the body,
b. Inserting the sensor device into the recess,
c. Changing the shape of the at least one flexible element such that the sensor device is fixed by means of the flexible element frictionally in the recess.

Vorteilhaft ist hierbei, dass es nicht notwendig ist, die Sensorvorrichtung zu verkleben oder formschlüssig in die Ausnehmung einzubringen, um die Sensorvorrichtung in der Ausnehmung zu fixieren. Insbesondere sind bei einem Formschluss sehr enge Toleranzen einzuhalten, damit die Sensorvorrichtung überhaupt in die Ausnehmung eingebracht werden kann. Somit kann die Montage der Sensorvorrichtung in die Ausnehmung des Körpers besonders einfach und kostengünstig durchgeführt werden. Zudem ist eine solche kraftschlüssige Fixierung wieder recht einfach zu lösen, wodurch beispielsweise ein Austausch der Sensorvorrichtung ohne großen Aufwand möglich ist.It is advantageous here that it is not necessary to glue the sensor device or to introduce it into the recess in a form-fitting manner in order to fix the sensor device in the recess. In particular, very tight tolerances are to be maintained in the case of a form fit, so that the sensor device can even be introduced into the recess. Thus, the assembly of the sensor device into the recess of the body can be carried out in a particularly simple and cost-effective manner. In addition, such a frictional fixation is again quite easy to solve, whereby, for example, an exchange of the sensor device is possible without much effort.

Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das flexible Element als Leiterplatte oder als Teil einer Leiterplatte der Sensorvorrichtung ausgestaltet ist, wobei im Verfahrensschritt a durch Abkühlen oder Erhitzen der Sensorvorrichtung auf eine Temperatur außerhalb eines definierten Temperaturbereichs eine Verformung der Leiterplatte oder des Teils der Leiterplatte derartig erfolgt, dass die Sensorvorrichtung im Verfahrensschritt b in die Ausnehmung eingebracht werden kann, und wobei im Verfahrensschritt c die Sensorvorrichtung auf eine Temperatur innerhalb des definierten Temperaturbereichs gebracht wird, um durch eine erneute Verformung der Leiterplatte oder des Teils der Leiterplatte eine kraftschlüssige Fixierung der Sensorvorrichtung in der Ausnehmung zu bewirken. Vorteilhaft ist hierbei, dass die Sensorvorrichtung bereits eine Leiterplatte für die entsprechenden Bauelemente aufweist und folglich keine zusätzlichen Bauteile für die kraftschlüssige Fixierung der Sensorvorrichtung notwendig sind. Hierdurch können wiederum Material- und Herstellungskosten der Sensorvorrichtung gesenkt werden. Zudem kann hierdurch eine einfache Montage der Sensorvorrichtung erfolgen.According to one embodiment of the method according to the invention it is provided that the flexible element is designed as a printed circuit board or as part of a printed circuit board of the sensor device, wherein in step a by cooling or heating the sensor device to a temperature outside a defined temperature range, deformation of the circuit board or the part of Printed circuit board takes place in such a way that the sensor device can be introduced into the recess in step b, and wherein in step c, the sensor device is brought to a temperature within the defined temperature range, by re-deformation of the circuit board or the part of the circuit board, a frictional fixation of To effect sensor device in the recess. It is advantageous here that the sensor device already has a printed circuit board for the corresponding components and consequently no additional components for the non-positive fixing of the sensor device are necessary. As a result, in turn material and manufacturing costs of the sensor device can be reduced. In addition, this can be done by a simple assembly of the sensor device.

Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das wenigstens eine flexible Element als Federelement ausgestaltet ist, wobei das Federelement auf einer Leiterplatte der Sensorvorrichtung angeordnet ist und im Verfahrensschritt a zusammengedrückt und anschließend im Verfahrensschritt c wieder entspannt wird, sodass eine Kraft zwischen der Leiterplatte der Sensorvorrichtung und einer Innenwand der Ausnehmung wirkt, um die Sensorvorrichtung in der Ausnehmung kraftschlüssig zu fixieren. Vorteilhaft ist hierbei, dass ein Federelement kostengünstig herstellbar und sehr einfach mit der Sensorvorrichtung verbindbar ist. Zudem ist eine derartige Montage der Sensorvorrichtung in die Ausnehmung des Körpers schnell und einfach durchzuführen, wodurch diese beispielsweise auch erst im Feldeinsatz des Systems durch einen Service-Techniker erfolgen kann.According to one embodiment of the method according to the invention it is provided that the at least one flexible element is designed as a spring element, wherein the spring element is arranged on a circuit board of the sensor device and compressed in step a and then relaxed again in step c, so that a force between the circuit board the Sensor device and an inner wall of the recess acts to fix the sensor device in the recess frictionally. The advantage here is that a spring element can be produced inexpensively and very easily connected to the sensor device. In addition, such a mounting of the sensor device in the recess of the body is carried out quickly and easily, which, for example, this can be done only in the field use of the system by a service technician.

Figurenlistelist of figures

1 shows a first embodiment of a system according to the invention.
2 shows a second embodiment of a system according to the invention.
3 shows a third embodiment of a system according to the invention.
4 shows a fourth embodiment of a system according to the invention.
5 shows an embodiment of a method according to the invention for mounting a sensor device in a recess of a body.

Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems. Dargestellt ist ein System 10. Das System 10 weist einen Körper 15 auf. Dieser Körper 15 kann beispielsweise ein Walzenkörper sein, welcher im Wesentlichen metallisch ist. Unter einem im Wesentlichen metallischen Körper ist zu verstehen, dass der Körper hauptsächlich aus einem metallischen Material besteht, jedoch auch geringfügig andere, nicht metallische Inhaltsstoffe aufweisen kann. So können die nicht metallischen Inhaltstoffe beispielsweise Verunreinigungen darstellen. Allerdings kann der metallische Körper beispielsweise auch Kunststoffteile aufweisen, welche z. B als Kanten- oder Eckenschutz für den metallischen Körper dienen oder auch andere Aufgaben wie eine Abdichtung gegenüber der Umgebung ermöglichen.
Der Körper 15 weist wiederum eine Ausnehmung 17 auf. Die Ausnehmung 17 kann beispielsweise eine Bohrung, ein Sackloch, eine Mulde oder ein Durchbruch im Körper 15 auf einer Stirnseite des Körpers 15 sein. In die Ausnehmung 17 ist eine Sensorvorrichtung 20 eingebracht. Die Sensorvorrichtung 20 ist hierbei insbesondere über eine Öffnung 19 in die Ausnehmung 17 eingebracht worden. 1 shows a first embodiment of a system according to the invention. Shown is a system 10 , The system 10 has a body 15 on. This body 15 For example, it may be a roller body which is substantially metallic. By a substantially metallic body is meant that the body is mainly made of a metallic material, but may also have slightly different non-metallic ingredients. For example, the non-metallic ingredients can be impurities. However, the metallic body, for example, also have plastic parts which z. B serve as edge or corner protection for the metallic body or also allow other tasks such as a seal against the environment.
The body 15 again has a recess 17 on. The recess 17 For example, a hole, a blind hole, a hollow or a breakthrough in the body 15 on a front side of the body 15 his. In the recess 17 is a sensor device 20 brought in. The sensor device 20 is in this case in particular via an opening 19 into the recess 17 been introduced.

Die Sensorvorrichtung 20 weist eine Leiterplatte 21 und eine Sensoreinheit 29 auf. Die Sensoreinheit 29 weist beispielsweise einen Temperatursensor auf. Die Sensoreinheit 29 könnte zusätzlich oder alternativ auch beispielsweise einen Beschleunigungssensor oder Drehratensensor aufweisen. Zudem kann die Sensorvorrichtung 20 beispielsweise eine bildlich nicht dargestellte Verarbeitungseinheit oder auch eine bildlich nicht dargestellte Kommunikationseinheit oder auch einen bildlich nicht dargestellten Energiespeicher aufweisen.
Die Sensoreinheit 29 oder auch weitere Bauelemente sind auf der Leiterplatte 21 angeordnet.The sensor device 20 has a circuit board 21 and a sensor unit 29 on. The sensor unit 29 has, for example, a temperature sensor. The sensor unit 29 Additionally or alternatively, for example, could also have an acceleration sensor or yaw rate sensor. In addition, the sensor device 20 For example, have a processing unit not shown pictorially or a communication unit not shown pictorially or also have a non-illustrated energy storage.
The sensor unit 29 or other components are on the circuit board 21 arranged.

Die Leiterplatte 21, bzw. genauer gesagt ein Teil der Leiterplatte 21 der Sensorvorrichtung 20, ist des Weiteren als flexibles Element 30 ausgestaltet. Die Leiterplatte 21 ist dabei derartig ausgestaltet, dass sich ihre Form in Abhängigkeit von der Temperatur der Leiterplatte 21 ändert und hierdurch wenigstens in einem definierten Temperaturbereich eine kraftschlüssige Fixierung der Sensorvorrichtung 20 in der Ausnehmung 17 gegeben ist. Die Leiterplatte 21 weist hierbei eine ungerade Anzahl an Schichten auf. Beispielhaft ist die Leiterplatte 21 aus einer ersten Schicht 22, einer zweiten Schicht 23, einer dritten Schicht 24, einer vierten Schicht 25 und einer fünften Schicht 26 aufgebaut, welche jeweils übereinander angeordnet sind. Dabei weisen die erste, dritte und fünfte Schicht 22, 24, 26 eine Materialzusammensetzung auf, welche sich von der Materialzusammensetzung der zweiten und vierten Schicht 23, 25 unterscheidet, und wobei die Materialzusammensetzungen zudem einen voneinander unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. So können die erste, dritte und fünfte Schicht 22, 24, 26 beispielsweise eine Kupferschicht sein, wohingegen die zweite und vierte Schicht 23, 25 ein Epoxidharz der Leiterplatte 21 darstellen. Durch die entsprechende Anordnung der Schichten 22, 23, 24, 25, 26 wird typischerweise ein symmetrischer Aufbau der Leiterplatte 21 erreicht. Dieser symmetrische Aufbau der Leiterplatte 21 wird durch eine Aussparung 27 unterbrochen. In der Aussparung 27 sind die erste und zweite Schicht 22, 23 der Leiterplatte 21 bereichsweise entfernt, beispielsweise durch Wegfräsen der entsprechenden Schichten 22, 23 in dem Bereich der Aussparung 27. Hierdurch kann sich die Leiterplatte 21 bzw. ein Teil der Leiterplatte 21 bei Temperaturschwankungen verformen.The circuit board 21 , or more precisely a part of the circuit board 21 the sensor device 20 , is further as a flexible element 30 designed. The circuit board 21 is designed such that its shape as a function of the temperature of the circuit board 21 changes and thereby at least in a defined temperature range, a non-positive fixation of the sensor device 20 in the recess 17 given is. The circuit board 21 has an odd number of layers. Exemplary is the circuit board 21 from a first layer 22 , a second layer 23 , a third layer 24 , a fourth layer 25 and a fifth layer 26 constructed, which are each arranged one above the other. Here are the first, third and fifth layer 22 . 24 . 26 a material composition which differs from the material composition of the second and fourth layers 23 . 25 differs, and wherein the material compositions also have a mutually different thermal expansion coefficient. So can the first, third and fifth layer 22 . 24 . 26 For example, be a copper layer, whereas the second and fourth layer 23 . 25 an epoxy resin of the circuit board 21 represent. By the appropriate arrangement of the layers 22 . 23 . 24 . 25 . 26 will typically be a symmetrical design of the circuit board 21 reached. This symmetrical construction of the circuit board 21 is through a recess 27 interrupted. In the recess 27 are the first and second layers 22 . 23 the circuit board 21 partially removed, for example, by Wegfräsen the corresponding layers 22 . 23 in the area of the recess 27 , This may cause the circuit board 21 or part of the circuit board 21 deform during temperature fluctuations.

In diesem Ausführungsbeispiel wurde die Leiterplatte 21 beispielsweise eben gefertigt. Insbesondere weist die Leiterplatte 21 in der ebenen Form in einem definierten Temperaturbereich eine Breite auf, welche größer als der Durchmesser der Ausnehmung 17 ist. Anschließend wurde die Leiterplatte 21 sehr stark erhitzt, wobei sich die Leiterplatte 21 aufgrund des unsymmetrischen Aufbaus verbiegt, woraufhin die Leiterplatte 21 in die Ausnehmung 17 eingebracht werden konnte. Anschließend wurde die Leiterplatte 21 wieder auf eine Temperatur innerhalb des definierten Temperaturbereichs abgekühlt, wodurch die Leiterplatte 21 versucht, sich in die ursprüngliche, ebene Form zurückzubiegen. Hierdurch verklemmt sich die Leiterplatte 21 jedoch in der Ausnehmung 17 und es wirkt eine Kraft F, welche die Leiterplatte 21 und somit die Sensorvorrichtung 20 in der Ausnehmung 17 kraftschlüssig fixiert.
Weist die Sensoreinheit 29 einen Temperatursensor auf, welcher die Temperatur des Körpers 15 erfassen soll, weist insbesondere das flexible Element 30 bzw. die Leiterplatte 21 ein Material mit guter Wärmeleitfähigkeit auf. Hierdurch kann durch den unmittelbaren Kontakt der Leiterplatte 21 mit einer Innenwand 18 der Ausnehmung 17 eine besonders gute Wärmeleitung vom Körper 15 zur Sensoreinheit 29 und somit eine zuverlässige Temperaturmessung des Körpers 15 erfolgen.In this embodiment, the circuit board 21 for example, just made. In particular, the circuit board 21 in the planar form in a defined temperature range, a width which is greater than the diameter of the recess 17 is. Subsequently, the circuit board 21 heated very much, taking the PCB 21 due to the unbalanced construction bends, whereupon the circuit board 21 into the recess 17 could be introduced. Subsequently, the circuit board 21 cooled back to a temperature within the defined temperature range, causing the circuit board 21 tries to bend back to the original, even shape. This jams the circuit board 21 however in the recess 17 and it works a force F which the circuit board 21 and thus the sensor device 20 in the recess 17 fixed non-positively.
Indicates the sensor unit 29 a temperature sensor which measures the temperature of the body 15 should capture, in particular, the flexible element 30 or the circuit board 21 a material with good thermal conductivity. This can be achieved by the direct contact of the circuit board 21 with an inner wall 18 the recess 17 a particularly good heat conduction from the body 15 to the sensor unit 29 and thus a reliable temperature measurement of the body 15 respectively.

In einem weiteren, bildlich nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann zudem ein Verschlusselement vorgesehen sein, welches die Ausnehmung 17 bzw. Öffnung 19 verschließt und somit die Sensorvorrichtung 20 vor äußeren Einflüssen, wie beispielsweise Schmutz, schützt.In a further, not pictorially illustrated embodiment may also be provided a closure element, which the recess 17 or opening 19 closes and thus the sensor device 20 from external influences, such as dirt, protects.

In einem bildlich nicht dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Leiterplatte 21 lediglich eine erste 22 und zweite Schicht 23 auf, welche wiederum unterschiedliche Materialzusammensetzungen mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Die erste und zweite Schicht 22, 23 sind hierbei wiederum übereinander angeordnet und derartig ausgestaltet, dass die Leiterplatte 21 im definierten Temperaturbereich derartig gebogen ist, dass die Sensorvorrichtung 20 kraftschlüssig in der Ausnehmung 17 fixiert ist. Durch die gerade Anzahl von Schichten 22, 23 wird wiederum ein unsymmetrischer Aufbau der Leiterplatte 21 erzielt, um eine Verformung der Leiterplatte 21 bei einer Temperaturänderung zu ermöglichen. Optional weist eine der Schichten 22, 23 noch eine Aussparung 27 auf, um die entsprechende Verformung noch zu verstärken.In an exemplary embodiment, not shown, the circuit board 21 only a first 22 and second layer 23 which in turn have different material compositions with different thermal expansion coefficients. The first and second layers 22 . 23 are in turn arranged one above the other and designed such that the circuit board 21 is bent in the defined temperature range such that the sensor device 20 non-positively in the recess 17 is fixed. By the even number of layers 22 . 23 in turn becomes an asymmetrical structure of the circuit board 21 scored to deformation of the circuit board 21 to allow for a temperature change. Optionally, one of the layers 22 . 23 another recess 27 on to reinforce the corresponding deformation yet.

2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems. Dargestellt ist ein System 11, welches ähnlich wie das erfindungsgemäße System 10 nach 1 ausgestaltet ist.
Das System 11 unterscheidet sich jedoch von dem System 10 dadurch, dass die Leiterplatte 21 lediglich eine einzige, durchgehende Schicht aufweist. In diesem Fall wurde die Leiterplatte 21 beispielsweise derartig gefertigt, dass sie wiederum eben ist und zudem eine Breite der Leiterplatte 21 in einem definierten Temperaturbereich größer als ein Durchmesser der Ausnehmung 17 ist. Anschließend wurde die Leiterplatte 21 jedoch derartig stark abgekühlt, sodass sich die Leiterplatte 21 zusammenzog und somit in die Ausnehmung 17 eingebracht werden konnte. Das Zusammenziehen ist dabei insbesondere in Richtung der Haupterstreckungsebene der Leiterplatte 21 relevant. Anschließend wurde die Leiterplatte 21 wieder auf eine Temperatur innerhalb eines definierten Temperaturbereichs aufgewärmt, wodurch die Leiterplatte 21 sich wieder ausdehnt, bis sie sich in der Ausnehmung 17 verklemmt, sodass eine Kraft F in Richtung der Innenwand 18 der Ausnehmung 17 entsteht und die Sensorvorrichtung 20 kraftschlüssig fixiert ist. 2 shows a second embodiment of a system according to the invention. Shown is a system 11 which is similar to the system according to the invention 10 to 1 is designed.
The system 11 however, it is different from the system 10 in that the circuit board 21 has only a single, continuous layer. In this case, the circuit board 21 for example, manufactured in such a way that it is again flat and also a width of the circuit board 21 in a defined temperature range greater than a diameter of the recess 17 is. Subsequently, the circuit board 21 but cooled down so much, so that the circuit board 21 contracted and thus into the recess 17 could be introduced. The contraction is in particular in the direction of the main extension plane of the circuit board 21 relevant. Subsequently, the circuit board 21 reheated to a temperature within a defined temperature range, eliminating the circuit board 21 expands again until it is in the recess 17 jammed, leaving a force F towards the inner wall 18 the recess 17 arises and the sensor device 20 is fixed positively.

Die temperaturabhängige Formänderung ist in dem vorangegangen Ausführungsbeispiel für eine Schicht mit einer Materialzusammensetzung gezeigt, welche einen positiven Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist. Bei einem negativen Wärmeausdehnungskoeffizienten müsste die Leiterplatte 21 dagegen beispielsweise zuerst erhitzt und anschließend wieder abgekühlt werden.The temperature-dependent shape change is shown in the preceding embodiment for a layer with a material composition having a positive coefficient of thermal expansion. For a negative coefficient of thermal expansion, the circuit board would have 21 For example, first heated and then cooled again.

3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems. Dargestellt ist ein System 12, welches ähnlich wie die erfindungsgemäßen Systeme 10 bzw. 11 nach 1 bzw. 2 ausgestaltet ist.
Das System 12 unterscheidet sich jedoch von den Systemen 10 bzw. 11 dadurch, dass die Sensorvorrichtung 20 ein flexibles Element 30 aufweist, welches als Federelement 31 ausgestaltet und auf der Leiterplatte 21 der Sensorvorrichtung 20 angeordnet ist. Das Federelement 31 ist spiralförmig ausgestaltet, könnte alternativ jedoch auch beispielsweise s-förmig ausgestaltet sein. Das Federelement 31 ist beispielsweise auf der Leiterplatte 21 der Sensorvorrichtung 20 angelötet, könnte jedoch auch anderweitig befestigt sein. Das Federelement 31 ist zudem derartig angeordnet und ausgestaltet, dass es eine Anpresskraft aufweist, mit welcher das Federelement 31 gegen eine Innenwand 18 der Ausnehmung 17 drückt, wodurch eine Kraft F zwischen der Sensorvorrichtung 20 und der Innenwand 18 der Ausnehmung 17 wirkt und folglich eine kraftschlüssige Fixierung der Sensorvorrichtung 20 ermöglicht wird. Weist die Sensoreinheit 29 einen Temperatursensor auf, welcher die Temperatur des Körpers 15 erfassen soll, weist insbesondere das das Federelement 31 ein Material mit guter Wärmeleitfähigkeit auf. Hierdurch kann durch den direkten und guten Kontakt des flexiblen Elements 30 mit der Innenwand 18 der Ausnehmung 17 zum Einen und der Anordnung des flexiblen Elements 30 auf der Leiterplatte 21 der Sensorvorrichtung 20 eine besonders gute Wärmeleitung vom Körper 15 zur Sensoreinheit 22 und somit eine zuverlässige Temperaturmessung des Körpers 15 erfolgen. 3 shows a third embodiment of a system according to the invention. Shown is a system 12 which is similar to the systems of the invention 10 or. 11 to 1 or. 2 is designed.
The system 12 however, it is different from the systems 10 or. 11 in that the sensor device 20 a flexible element 30 having, which as a spring element 31 designed and on the circuit board 21 the sensor device 20 is arranged. The spring element 31 is configured spirally, but could alternatively be designed, for example, s-shaped. The spring element 31 is for example on the circuit board 21 the sensor device 20 soldered, but could also be fixed elsewhere. The spring element 31 is also arranged and configured such that it has a contact pressure, with which the spring element 31 against an inner wall 18 the recess 17 pushes, causing a force F between the sensor device 20 and the inner wall 18 the recess 17 acts and consequently a non-positive fixation of the sensor device 20 is possible. Indicates the sensor unit 29 a temperature sensor which measures the temperature of the body 15 should detect, in particular, the spring element 31 a material with good thermal conductivity. This can be achieved by the direct and good contact of the flexible element 30 with the inner wall 18 the recess 17 on the one hand and the arrangement of the flexible element 30 on the circuit board 21 the sensor device 20 a particularly good heat conduction from the body 15 to the sensor unit 22 and thus a reliable temperature measurement of the body 15 respectively.

4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems. Dargestellt ist ein System 13, welches dem erfindungsgemäßen System 12 nach 3 ähnelt.
Das System 13 unterscheidet sich von dem System 12 nach 3 lediglich darin, dass zwei Federelementen 31 auf der Leiterplatte 21 der Sensorvorrichtung 20 angeordnet sind. Diese beiden Federelemente 31 sind hierbei auf gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte 21 der Sensorvorrichtung 20 angeordnet, wobei die beiden Federelemente 31 an der Haupterstreckungsebene der Leiterplatte 21 gespiegelt angeordnet sind. Die beiden Federelemente 31 weisen insbesondere die gleichen Federeigenschaften auf, wodurch die Sensorvorrichtung 20 in der Ausnehmung 17 zentriert angeordnet ist. 4 shows a fourth embodiment of a system according to the invention. Shown is a system 13 which is the system according to the invention 12 to 3 similar.
The system 13 is different from the system 12 to 3 only in that two spring elements 31 on the circuit board 21 the sensor device 20 are arranged. These two spring elements 31 are here on opposite sides of the circuit board 21 the sensor device 20 disposed the two spring elements 31 at the main extension plane of the circuit board 21 are arranged mirrored. The two spring elements 31 In particular, have the same spring characteristics, whereby the sensor device 20 in the recess 17 is arranged centered.

5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Montage einer Sensorvorrichtung in eine Ausnehmung eines Körpers. 5 shows an embodiment of a method according to the invention for mounting a sensor device in a recess of a body.

Bei diesem Verfahren wird nach dem Start S in einem Verfahrensschritt a die Form des flexiblen Elements 30 derartig verändert, dass die Sensorvorrichtung 20 in die Ausnehmung 17 des Körpers 15 einbringbar ist.This procedure will after the start S in a method step a, the shape of the flexible element 30 changed so that the sensor device 20 into the recess 17 of the body 15 can be introduced.

Daraufhin wird in einem Verfahrensschritt b die Sensorvorrichtung 20 in die Ausnehmung 17 des Körpers 15 eingebracht.Thereupon, in a process step b the sensor device 20 into the recess 17 of the body 15 brought in.

Anschließend an den Verfahrensschritt b wird in einem Verfahrensschritt c die Form des flexiblen Elements 30 derartig verändert, dass die Sensorvorrichtung 20 mittels des flexiblen Elements 30 kraftschlüssig in der Ausnehmung 17 fixiert wird.Following the process step b in a method step c, the shape of the flexible element 30 changed so that the sensor device 20 by means of the flexible element 30 non-positively in the recess 17 is fixed.

Das wenigstens eine flexible Element 30 kann beispielsweise als Leiterplatte 21 oder als Teil einer Leiterplatte 21 der Sensorvorrichtung 20 ausgestaltet sein. Dabei erfolgt im Verfahrensschritt a durch Abkühlen oder Erhitzen der Sensorvorrichtung 20 auf eine Temperatur außerhalb eines definierten Temperaturbereichs eine Verformung der Leiterplatte 21 oder des Teils der Leiterplatte 21 derartig, dass die Sensorvorrichtung 20 im Verfahrensschritt b in die Ausnehmung 17 eingebracht werden kann. Die Leiterplatte 21 weist dabei vor dem Verfahrensschritt a vorzugsweise eine Breite auf, welche größer als ein Durchmesser der Ausnehmung 17 ist. Im Verfahrensschritt c wird die Sensorvorrichtung 20 wiederum auf eine Temperatur innerhalb des definierten Temperaturbereichs gebracht, um durch eine erneute Verformung der Leiterplatte 21 oder des Teils der Leiterplatte eine kraftschlüssige Fixierung der Sensorvorrichtung 20 in der Ausnehmung 17 zu bewirken. Diese kraftschlüssige Fixierung erfolgt dabei, in dem sich die Leiterplatte 21 in der Ausnehmung 17 verklemmt.The at least one flexible element 30 can, for example, as a printed circuit board 21 or as part of a printed circuit board 21 the sensor device 20 be designed. In this case, in process step a, cooling or heating of the sensor device takes place 20 to a temperature outside a defined temperature range deformation of the circuit board 21 or the part of the circuit board 21 such that the sensor device 20 in process step b in the recess 17 can be introduced. The circuit board 21 In this case, before the method step a preferably has a width which is greater than a diameter of the recess 17 is. In method step c, the sensor device 20 in turn brought to a temperature within the defined temperature range, by re-deformation of the circuit board 21 or the part of the circuit board a non-positive fixation of the sensor device 20 in the recess 17 to effect. This frictional fixation takes place in which the circuit board 21 in the recess 17 jammed.

Das wenigstens eine flexible Element 30 kann alternativ beispielsweise als Federelement 31 ausgestaltet sein. Das Federelement 31 ist wiederum auf der Leiterplatte 21 der Sensorvorrichtung 20 angeordnet. Für die Montage wird das Federelement 31 im Verfahrensschritt a zusammengedrückt und die Sensorvorrichtung 20 mit dem Federelement 31 im Verfahrensschritt b in die Ausnehmung 17 eingebracht. Anschließend wird das Federelement 31 im Verfahrensschritt c wieder entspannt, sodass eine Kraft F zwischen der Sensorvorrichtung 20 und einer Innenwand 18 der Ausnehmung 17 wirkt, um die Sensorvorrichtung 20 in der Ausnehmung 17 kraftschlüssig zu fixieren.The at least one flexible element 30 Alternatively, for example, as a spring element 31 be designed. The spring element 31 is again on the circuit board 21 the sensor device 20 arranged. For mounting, the spring element 31 in the process step a squeezed and the sensor device 20 with the spring element 31 in process step b in the recess 17 brought in. Subsequently, the spring element 31 relaxed again in process step c, so that a force F between the sensor device 20 and an inner wall 18 the recess 17 acts to the sensor device 20 in the recess 17 frictionally to fix.

Nach dem Verfahrensschritt c ist die Montage der Sensorvorrichtung 20 abgeschlossen und das Verfahren wird beendet. Das durch eine solche entsprechende Montage erzeugte System ist beispielhaft in den 1 bis 4 dargestellt.After method step c, the assembly of the sensor device 20 completed and the process is terminated. The system produced by such an appropriate assembly is exemplary in the 1 to 4 shown.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2014/195309 A1 [0003]

Claims

System (10, 11, 12, 13) with a body (15), in particular a roller body, which has a recess (17), wherein a sensor device (20) is introduced into the recess (17) and fixed therein, characterized in that the sensor device (20) has a flexible element (30), wherein the sensor device (20) is fixed non-positively in the recess (17) by means of the flexible element (30).

System (10, 11) after Claim 1 , characterized in that the flexible element (30) as a printed circuit board (21) or as part of a printed circuit board (21) of the sensor device (20) is configured.

System (10, 11) after Claim 1 or 2 , characterized in that the flexible element (30) is designed such that its shape changes as a function of the temperature of the flexible element (30) and thereby at least in a defined temperature range, a frictional fixing of the sensor device (20) in the recess ( 17) is given.

System (10) after Claim 3 characterized in that the printed circuit board (21) or part of the printed circuit board (21) of the sensor device (20) comprises at least a first layer (22) and a second layer (23), the first and second layers (22, 23) have different material compositions, and wherein the different material compositions in turn have mutually different thermal expansion coefficients, whereby the circuit board (21) or a part of the circuit board (21) in the defined temperature range is bent such that the sensor device (20) non-positively fixed in the recess (17) is.

System (10) after Claim 4 , characterized in that one of the layers (22, 23) has at least one recess.

System (10) after Claim 5 , characterized in that the printed circuit board (21) or part of the printed circuit board (21) is made up of an odd number of layers (22, 23, 24, 25, 26), the layers (22, 23, 24, 25, 26) have at least two different material compositions with different thermal expansion coefficients and are constructed symmetrically.

System (11) after Claim 3 , characterized in that the printed circuit board (21) or a part of the printed circuit board (21) is constructed of at least one layer and a width of the printed circuit board (21) in the defined temperature range greater than a diameter of an opening (19) of the recess (17) is to realize the non-positive fixation.

System (12, 13) after Claim 1 , characterized in that the at least one flexible element (30) as a spring element (31) and arranged on a printed circuit board (21) of the sensor device (20), wherein the sensor device (20) by means of the spring element (31) in the recess ( 18) is fixed by means of the spring element (31) a force (F) between the circuit board (21) of the sensor device (20) and an inner wall (18) of the recess (17) acts.

System (13) after Claim 8 , characterized in that in each case a spring element (31) is arranged on opposite sides of the printed circuit board (21) of the sensor device (20).

System (10, 11, 12, 13) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor device (20) has a sensor unit (29) with a temperature sensor for detecting the temperature of the body (15).

Method for mounting a sensor device (20) in a recess (17) of a body (15), in particular of a roller body, wherein the sensor device (20) has at least one flexible element (30), comprising the following method steps: a. Changing the shape of the flexible element (30) in order to be able to introduce the sensor device (20) into the recess (17) of the body (15), b. Inserting the sensor device (30) into the recess (17), c. Changing the shape of the at least one flexible element (30) such that the sensor device (20) by means of the flexible element (30) is fixed non-positively in the recess (17).

Method according to Claim 11 , characterized in that the flexible element (30) as a printed circuit board (21) or as part of a printed circuit board (21) of the sensor device (20) is configured, wherein in step a by cooling or heating the sensor device (20) to a temperature outside of Deformation of the printed circuit board (21) or the part of the printed circuit board (21) such that the sensor device (20) can be introduced into the recess in step b, and wherein in step c, the sensor device (20) to a temperature within the defined temperature range is brought to effect a non-positive fixing of the sensor device (20) in the recess (17) by re-deformation of the printed circuit board (21) or the part of the printed circuit board (21).

Method according to Claim 11 , characterized in that the at least one flexible element (30) as a spring element (31) is configured, wherein the spring element (30) on a circuit board (21) of the sensor device (20) is arranged and compressed in step a and then in step c is relaxed again, so that a force (F) between the circuit board (21) of the sensor device (20) and an inner wall (18) of the recess (17) acts.